年产9万吨异戊烷两步制异戊二烯合成及精制工段设计说明书.docxVIP

1.概述 异戊二烯是生产异戊橡胶和丁基橡胶的单体，此外还可用于合成异成烯氯、甲基庚烯酮、芳樟醇、柠檬醛、月桂烯、熏衣草醇、维生素A、E、K、拟除虫菊酯多种附加值很高，经济效益好的精细化学品。高纯（含量≥98.5%）异戊二烯主要有两大应用领域，一是合成橡胶，二是精细化工。 随着乙烯工业的发展，C5资源量不断增加。目前我国主要依靠裂解C5馏分生产异戊二烯。上海石油化工股份有限公司是我国第一家C5馏分分离企业。近几年，我国乙烯工业得到快速发展，C5资源越来越丰富，其它企业相继建成了一些C5分离装置。美国、西欧目前生产异戊二烯都是采用C5馏分抽提法。日本除可乐丽公司采用异丁烯一甲醛两步法（异戊二烯生产规模3万吨/年）外，日本合成橡胶和Zeon公司均采用C5馏分抽提法。俄罗斯有60%异戊二烯产量来自异戊烷脱氢，40％来自异丁烯一甲醛两步法。俄罗斯采用异丁烯一甲醛两步法建有两套各5万吨/年的异戊二烯生产装置。法国IFP、德国Bayer及BASF公司曾对异丁烯—甲醛两步法进行过中试研究。 我国异戊二烯的主要消费领域是高分子合成材料苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物SIS异戊橡胶以及丁基橡胶、精细化工产品等。我国SIS处于供不应求状态，同时精细化学品领域对异戊二烯的需求不断增长，预测我国异戊二烯的需求量将有较大的增长，市场以及发展前景都很好。 乙烯作为石油和化工行业的龙头产业，在国民经济中占有重要地位。近几年来，乙烯行业保持了较快的发展速度。2012年，我国裂解乙烯总生产能力达到1,719万吨/年，较2008年的1,029万吨/年增长了近65%。与此相适应，裂解碳五产量也随之大幅提高，为异成二烯产业的飞速发展提供了充足的原料保障。而浙江省宁波石化经济技术开发区交通便利，宁波市具有发达的公路运输系统与水运系统，有利于产品的出售。 我国异戊二烯主要应用于橡胶行业和精细化工行业，其中橡胶行业占近九成，可以说橡胶的发展对于异戊二烯消耗量产生决定性作用。截至2012年，我国高纯异戊二烯总消费量为7.2万吨，最大的消费领域是异戊二烯橡胶，消耗高纯异戊二烯3.4万吨；其次是SIS橡胶，消耗高纯异戊二烯3.0万吨左右；丁基橡胶排位第三，全年消耗高纯异戊二烯量在0.3万吨左右；精细化工领域消耗高纯异二烯0.5万吨。 本项目综合考虑了原料供应条件、市场供需现状、建设条件技术设备水平、环境保护及产业政策等，同时参照了国内外主要生产企业的生产情况。确定本厂的生产规模为：以每年330天生产周期，每年生产9万吨高纯度异戊二烯。 2.设计方案的确定 2.1 基本原则 选择生产工艺时，应该遵守几条基本原则： 第一，工艺必须可靠，能保证装置稳定运行。贸然采用过新的工艺进行设计可能导致大量设计和操作方面的问题。因此在选择工艺时，我们会首先考虑具有一定应用先例，技术方面相对成熟的工艺流程。 第二，工艺路线应该不产生或尽可能少产生三废污染，同时，为了实现较高的效益，还需要尽可能减少其它副产物的产生。 第三，工艺技术方案应具有较低的能耗。 2.2 异戊二烯的制备方法 异戊二烯(2-甲基-1，3-丁二烯）是裂解C5中用途最大，含量最高的组分之一，通常是从裂解重质液态的混合C5馏分萃取而得。主要的生产方法有合成法、脱氢法和抽提法。 2.2.1 合成法 （1）烯醛法：由异丁烯和甲醛合成，分一步法和二步法。烯醛一步法,由异丁烯和甲醛经一步气相催化合成。该法是由日本开发并实现了工业化的，俄罗斯也实现了工业化。此法的缺点：流程长、成本高、收率低、选择性差。 （2）丙酮法：意大利安尼斯奇公司以天然气为原料裂解制得乙快，然后再与丙酮合成甲基丁醇，进一步脱水制异戊二烯。其反应分三步进行。该法物料无腐蚀性，收率较高。但原料价格贵，并且所使用的乙炔危险性很大，故一般不予采用。 （3）松节油裂解法：我国有试验单位，但未见成果报道。美国古德赛公司曾采用过丙烯二聚法，现在已停产。 2.2.2脱氢法 以异戊烷或异戊烯为原料进行脱氢制备异戊二烯。美国古特里奇公司、荷兰西埃鲁公司和俄罗斯均有生产。 异戊烯脱氢制异戊二烯的流程如下： 粗异戊二烯的生产包括3个步骤：脱氢、吸附和精馏。为了制得聚合级产品，粗异戊二烯还必须经过萃取法将其净化。 2.2.3抽提法 所用的萃取剂有乙腈、二甲基酰胺、N-甲基毗咯烷酮和N-甲酰吗等。 （1）DMF法：又称GPI法，由日本瑞翁公司首次开发成功。该法所用溶剂对异戊二烯的溶解度大，选择性好，用量少，操作费用低；溶剂对设备无腐蚀性，全流程可采用普通碳钢；可同时副产一定纯度的间戊二烯和双环戊二烯产品。 （2）ACN法:ACN法是目前国外分离C5馏分最主要的方法，其流程分为3个步骤。该方法的特点是乙腈来源丰富，价格低廉，对设备腐蚀性小，溶剂黏度低，萃取塔效率高，操作温度低，物料发生聚合而造成设备堵塞等